DE2638270A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING LARGE AREA, CANTILEVER PLATES MADE OF SILICON - Google Patents

PROCESS FOR MANUFACTURING LARGE AREA, CANTILEVER PLATES MADE OF SILICON

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Description

Verfahren zur Herstellung großflächiger, freitragender Platten aus SiliciumProcess for the production of large, self-supporting plates made of silicon

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung großflächiger, freitragender Platten aus Silicium, bei welchem Silicium aus der Gasphase auf einem geeigneten Substratkörper niedergeschlagen wird.The invention relates to a process for the production of large, Self-supporting plates made of silicon, in which silicon is deposited from the gas phase on a suitable substrate body.

Solarzellen, wie sie in der Raumfahrt bislang als Stromerzeuger eingesetzt werden, sind für eine breite terrestrische Anwendung viel zu teuer. Eine Herstellung von Solarzellen aus hochreinen, einkristallinen Siliciumstäben, bei welcher bei der arbeits- und sachkostenintensiven Aufarbeitung dieser Stäbe allein schon ca. 70 % des Materials verloren gehen, ist daher für die Massenproduktion von vorneherein auszuschließen. Solar cells, as they have been used to generate electricity in space travel, are far too expensive for a wide range of terrestrial applications. A manufacture of solar cells from high-purity, single-crystal silicon rods, in which approx. 70 % of the material is lost in the labor and material cost-intensive processing of these rods, can therefore be ruled out from the outset for mass production.

Aus diesem Grunde wird seit einigen Jahren daran gearbeitet, billiger verfügbares, weitgehend polykristallines Silicium als Grundmaterial einzusetzen, wenngleich mi"t der Abkehr von der Monokristallxnität auch der Wirkungsgrad von Solarzellen, die aus derartigem Material hergestellt werden, offensichtlich stark absinkt und bislang nur bei wenigen Prozenten liegt.For this reason, work has been going on for a number of years to make it cheaper to use available, largely polycrystalline silicon as the base material, albeit with the abandonment of monocrystalline nature the efficiency of solar cells made from this type of material is also obviously falling sharply and so far only at a few percent.

Ein erster Durchbruch zu billigem, preiswertem Siliciumgrundmaterial liegt demgegenüber in dem Verfahren gemäß der DT-OS 25 O8 803, bei welchem Silicium unter Einwirkung eines Temperaturgradienten direkt zu dünnen Platten vergossen wird. Aus diesem Material mit größeren,A first breakthrough to cheap, inexpensive silicon base material on the other hand is included in the procedure according to DT-OS 25 08 803 which silicon is cast directly into thin plates under the action of a temperature gradient. For this material with larger,

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einkristallinen Bereichen lassen sich bereits Solarzellen mit Wirkungsgraden über 5 % herstellen.In monocrystalline areas, solar cells with efficiencies over 5 % can already be produced.

Nach Untersuchungen von T.L. Chu et al gelingt es Solarzellen dadurch herzustellen, daß auf Graphitscheibchen in einem Epireaktor Silicium aus Silan oder Trichlorsilian abgeschieden wird. Die Einstellung hoher Substrattemperaturen, niedriger Abscheideraten und die Zusammensetzung des Abscheidegases bestimmen dabei im wesentlichen den Wirkungsgrad der daraus hergestellten Solarzellen, der sich durch eine Wärmebehandlung der abgeschiedenen Siliciuraschicht noch steigern läßt, aber auch dann erst bei maximal 5 % liegt ( Journal of Electrochem. Society, 1976, Seite 10 - 110 ).According to research by T.L. Chu et al manage solar cells produced by depositing silicon from silane or trichlorosilane on graphite disks in an epireactor. The setting High substrate temperatures, low deposition rates and the composition of the deposition gas essentially determine the efficiency of the solar cells made from it, which is determined by a heat treatment of the deposited silicon layer can still be increased, but even then is only at a maximum of 5% (Journal of Electrochem. Society, 1976, pages 10-110).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellenmaterial zu finden, bei welchem die arbeitsintensiven und kostentreibenden Verfahrensschritte, die nach bekannten Verfahren zwischen der Herstellung des Halbleitergrundmaterials und der einsatzfähigen Solarzelle liegen, vermindert werden können.The present invention is based on the object of a method to find for the production of solar cell material, in which the labor-intensive and cost-driving process steps, according to known processes between the production of the semiconductor base material and the usable solar cell can be reduced.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß auf einem auf Abscheidetemperatur erhitztem Graphitsubstratkörper Silicium aus einer gasförmigen Verbindung, der zusätzlich ein Dotierstoff beigemischt ist bis zu einer Dicke von 200 bis 650 um abgeschieden wird und nachfolgend bezüglich der Schichthöhe 40 bis 100 % dieser Siliciuraschicht von der freien Oberfläche her aufgeschmolzen, durch Einstellung eines geeigneten Temperaturgradienten vom Substratkörper her zum Wiedererstarren gebracht und anschließend vom Substratkörper wieder abgetrennt wird.This object is achieved in that silicon is deposited on a graphite substrate body heated to deposition temperature from a gaseous compound to which a dopant is additionally admixed up to a thickness of 200 to 650 μm and subsequently 40 to 100% of this siliconura layer from the free The surface is melted, caused to solidify again by setting a suitable temperature gradient from the substrate body and is then separated again from the substrate body.

Als Graphitsubstratkörper eignen sich beispielsweise Graphitfolien, die nach Auskunft der Hersteller aus reinem, gut geordnetem Graphit hergestellt werden, wobei durch chemische und thermische Behandlung die Abstände der Schichtebenen im Kristallgitter des Graphits auf ein Vielfaches des normalen Wertes von 3j35 A aufgeweitet werden. Das resultierende Schüttgewicht aus wurraförmigen Einzelteilen wird anschließend auf Kalandern oder Pressen zum Endprodukt verdichtet,Graphite foils, for example, are suitable as graphite substrate bodies, which, according to the manufacturer, are made of pure, well-ordered graphite, with chemical and thermal treatment the distances between the layers in the crystal lattice of graphite are widened to a multiple of the normal value of 35 Å. The resulting bulk weight of worm-shaped individual parts is then compacted to the end product on calenders or presses,

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die Schichten des Graphitgitters allein durch Anwendung von mechanischem Druck wieder fest miteinander verbunden werden.the layers of the graphite lattice solely through the use of mechanical Pressure are firmly connected to each other again.

Sehr gut geeignet sind aber auch Graphitplatten, und zwar insbesondere solche, welche bedingt durch ihre Vorbehandlung anisotrop im Hinblick auf eine möglichst parallele Ausrichtung der Graphitebeneri zu den beiden gegenüberliegenden größten Begrenzungsflächen der plattenförmigen Körper sind. Dabei ist nur diese zweidimensionale Vorzugsanordnung von Bedeutung, da die Ausrichtung senkrecht zu den Sechsring ebenen des hexagonalen Graphitgitters unerheblich ist. Besonders bevorzugt sind deshalb Graphitplatten oder andere Unterlagen aus beispielsweise Keramik auf denen eine Pyrographitschicht aufgebracht ist, da sich derartige Pyrographitschichten gleich in der gewünschten Vorzugsorientierung aus Gemischen von Kohlenwasserstoffen mit günstig etwa 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und einem Inertgas oder Wasserstoff also beispielsweise aus einem Methan-Wasserstoffgemisch pyrolytisch abscheiden lassen.However, graphite plates are also very suitable, in particular those which, due to their pretreatment, are anisotropic with a view to aligning the graphite planes as parallel as possible to the two opposite largest boundary surfaces of the are plate-shaped bodies. Only this two-dimensional preferential arrangement is important, since the orientation is perpendicular to the Six-membered planes of the hexagonal graphite lattice is irrelevant. Graphite plates or other substrates are therefore particularly preferred made of ceramic, for example, on which a pyrographite layer is applied, since such pyrographite layers are equal to the desired Preferred orientation from mixtures of hydrocarbons with favorable about 1 to 10 carbon atoms and an inert gas or For example, hydrogen from a methane-hydrogen mixture let pyrolytically separate.

Durch diese Vorzugsorientierung wird aufgrund der leichten Spaltbarkeit des Graphits zwischen den einzelnen Sechsringebenen das spätere Abheben der darauf abgeschiedenen Siliciumplatten erleichtert.This preferred orientation means that it is easy to split of the graphite between the individual six-ring planes facilitates the later lifting of the silicon plates deposited on it.

Vor der eigentlichen Siliciumabscheidung empfiehlt sich das Aufbringen einer dünnen, vorzugsweise 1 bis 5 lim dicken Zwischenschicht von isolierendem Charakter. Die Zwischenschicht hat den Vorteil, daß der Graphitsubstratkörper nicht direkt mit Silicium während der Abscheidung in Kontakt gerät und sich die abgeschiedene Siliciumschicht später wieder leicht abtrennen läßt. Daneben kommt der Zwischenschicht noch eine Getterwirkung zu, so daß sich während des Abkühlungsprozesses schnell diffundierende Veunreinigungen in der Zwischenschicht ansammeln.Application is recommended before the actual silicon deposition a thin, preferably 1 to 5 .mu.m thick intermediate layer of insulating character. The intermediate layer has the advantage that the graphite substrate body does not contact silicon directly during the deposition comes into contact and the deposited silicon layer can later be easily separated again. Next to that comes the intermediate layer a getter effect, so that quickly diffusing impurities in the intermediate layer during the cooling process accumulate.

Als Material für die Zwischenschicht eignen sich allgemein oxidische, nitridische, carbidische, feinteilige bis amorphe Substanzen, beispielsweise amorphes Silicium, Siliciumoxid, Siliciumcarbid oder vorzugsweise Siliciumnitrid. ... .The material for the intermediate layer is generally oxidic, nitridic, carbidic, finely divided to amorphous substances, for example amorphous silicon, silicon oxide, silicon carbide or, preferably, silicon nitride. ...

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Die Zwischenschicht läßt sich beispielsweise durch einfaches Aufstreichen oder Aufsprühen entsprechender Substanzen auf den Substratkörper oder auch durch pyrolytische Zersetzung von beispielsweise Silanen oder Kieselsäureestern in Gegenwart von Sauerstoff, Ammoniak oder geeigneten Kohlenstoffverbindungen herstellen.The intermediate layer can be simply painted on, for example or spraying corresponding substances onto the substrate body or also by pyrolytic decomposition of, for example Prepare silanes or silicic acid esters in the presence of oxygen, ammonia or suitable carbon compounds.

Eine Zwischenschicht aus feinteiligem, amorphem Silicium kann auch quasi in situ während der Abscheidung der Siliciumschicht direkt auf dem unbehandelten Substratkörper gebildet werden und zwar in der Art, daß einige Mikron der an das Substrat angrenzenden Schicht von nachfolgenden Verfahrenschritten ausgenommen werden, also nicht aufgeschmolzen und rekristallisiert werden.An intermediate layer of finely divided, amorphous silicon can also be used are formed virtually in situ during the deposition of the silicon layer directly on the untreated substrate body in the manner that a few microns of the layer adjoining the substrate are excluded from subsequent process steps, i.e. not melted and be recrystallized.

Die bevorzugte Aufbringung einer Siliciunmitridzwischenschicht kann beispielsweise durch Aufbringen feinteiligen Siliciums auf den Substratkörper und nachfolgendes Nitrieren erfolgen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Siliciumnitridschicht allerdings aus der Gasphase, aus einem Gemisch eines Silans oder Halogensilane mit Ammoniak und Wasserstoff im Überschuß bei Temperaturen von 750 bis 1100° C, vorzugsweise 950 bis 1050° C hergestellt. Geeignete Gasmischungen wären hierbei Monösilan/ Ammoniak/Wasserstoff oder auch Tetramethylsilan/Amraoniak/ Wasserstoff, wobei bei letzterem gewöhnlich eine Mischphase von Siliciuracarbidnitrid entsteht, die als Zwischenschicht gleichermaßen verwendbar ist.The preferred application of a silicon mitride interlayer can for example, by applying finely divided silicon to the substrate body and subsequent nitriding. After a In a preferred embodiment, however, the silicon nitride layer is made from the gas phase, from a mixture of a silane or halosilanes with ammonia and hydrogen in excess at temperatures from 750 to 1100.degree. C., preferably 950 to 1050.degree manufactured. Suitable gas mixtures here would be monosilane / ammonia / hydrogen or tetramethylsilane / ammonia / Hydrogen, with the latter usually forming a mixed phase of Siliciuracarbidnitrid, the same as an intermediate layer is usable.

Zur Abscheidung der Siliciumschicht wird der Substratkörper, ob mit oder ohne Zwischenschicht, abhängig von der* Art des Abscheidegases, auf die erforderliche Abscheidetemperatur von 800 bis l400° C und bei der bevorzugten Verwendung von Trichlorsilan/Wasserstoff auf vorteilhaft ca. 1000 bis 1250° C aufgeheizt.For the deposition of the silicon layer, the substrate body, with or without an intermediate layer, depending on the * type of deposition gas, to the required deposition temperature of 800 to 1400 ° C. and with the preferred use of trichlorosilane / hydrogen heated to approximately 1000 to 1250 ° C.

Als Abscheidegas kann allgemein beispielsweise Siliciumwasserstoff, Monochlorsilan, Dichlorsilan, Trichlorsilan, Tetrachlorsilan, Hexachlordisilan allein oder im Gemisch, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserstoff oder Inertgasen wie beispielsweise Argon oder · Helium, eingesetzt werden.In general, for example, silicon hydrogen, Monochlorosilane, dichlorosilane, trichlorosilane, tetrachlorosilane, hexachlorodisilane alone or as a mixture, optionally with an addition of hydrogen or inert gases such as argon or helium can be used.

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Dem Abscheidegas werden während der Abscheidung Dotierstoffe zugesetzt wie beispielsweise Phosphor, Arsen oder Antimon, die eine n-Leitung bedingen oder vorzugsweise geeignete Bor-, Aluminium-, Gallium- oder Indiumverbindungen, die zu einer p-Leitung führen.Dopants are added to the deposition gas during deposition such as phosphorus, arsenic or antimony, which require an n-line or preferably suitable boron, aluminum, Gallium or indium compounds that lead to a p-type line.

Die Abscheidung wird nach Erreichen der jeweils gewünschten Schichtdicke von etwa 200 bis 65Oyum, vorzugsweise 3OO bis 500 um abgebrochen und 40 bis 100 % bezüglich der Schichtdicke der gebildeten Siliciumschicht von der Oberfläche her aufgeschmolzen.The deposition is broken off after reaching the desired layer thickness of about 200 to 65Oyum, preferably 300 to 500um, and 40 to 100 % with respect to the layer thickness of the silicon layer formed is melted from the surface.

Das Aufschmelzen der Siliciumschicht erfolgt zweckmäßig durch Energiezufuhr vom Substratkörper und gleichzeitig durch Strahlungswärme geeigneter, über der Oberfläche der Siliciumschicht installierter Heizlampen.The silicon layer is expediently melted by supplying energy from the substrate body and at the same time by radiant heat more suitable, installed over the surface of the silicon layer Heating lamps.

Vorzugsweise wird die Grundlast der erforderlichen Energie durch entsprechendes Aufheizen des Substratkörpers eingebracht, so daß die zum Aufschmelzen der Siliciumschicht von der Oberfläche her erforderliche Energie, die durch entsprechende, oberhalb der Siliciumschicht angebrachte Strahlungsquellen erzeugt wird, rainiraalisiert wird. Diese Maßnahme erlaubt den Einsatz billiger und im Handel jederzeit erhältlicher Heizlampen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Graphit-Substratkörper beispielsweise durch direkten Stromdurchgang so weit erhitzt, daß die angrenzende Siliciumschicht auf eine Temperatur von beispielsweise 1100 bis 1250° C gebracht wird. Die Restwärme, die zum Aufschmelzen der Siliciumschicht bei l4l0° C erforderlich ist, kann dann durch konventionelle Heizlampen, deren Strahlung auf die Oberfläche der Siliciumschicht einwirkt, leicht aufgebracht werden.The basic load of the required energy is preferably introduced by appropriate heating of the substrate body, so that the energy required to melt the silicon layer from the surface, which is generated by the corresponding energy above the silicon layer attached radiation sources is generated, rainiraalisiert will. This measure allows the use of cheaper heating lamps that are commercially available at any time. In this preferred embodiment, the graphite substrate body is, for example, by direct The passage of current is heated to such an extent that the adjacent silicon layer is brought to a temperature of, for example, 1100 to 1250 ° C will. The residual heat, which is required to melt the silicon layer at 1410 ° C, can then be generated by conventional heating lamps, whose radiation acts on the surface of the silicon layer can easily be applied.

Der Graphitsubstratkörper läßt sich natürlich auch durch Kontaktheizung über die' Auflage aufheizen, außerdem ist auch ein Aufheizen der Siliciumschicht vermittels einer geeigneten Induktionsheizspule möglich, wobei die Aufheizung des IGraphxtsubstratkorpers nicht unbedingt erforderlich^ist'i*The graphite substrate body can of course also be heated by contact Heat over the support, and the silicon layer can also be heated by means of a suitable induction heating coil possible, whereby the heating of the graphic substrate body is not absolutely necessary ^ 'i *

Für den Fall, daß keine isolierende Zwischenschicht vor der Siliciuraabscheidung auf dem Substratkörper aufgebracht wurde, besteht auch die Möglichkeit, die Siliciumschicht mit einer Glimmentladung unterIn the event that there is no intermediate insulating layer before the silicon dioxide deposition was applied to the substrate body, there is also the possibility of the silicon layer with a glow discharge under

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Normaldruck in einer wasserstoff- oder zumindest stark wasserstoffhaltigerr Inertgasatmosphäre aufzuschmelzen, und zwar in der Art, daß der elektrisch leitende Graphit-Substratkörper als Kathode geschaltet und ein als Anode fungierender Metallbügel in geeignetem Abstand über die Siliciumflache geführt wird. Diese Variante des Verfahrens ist jedoch nur dann einsetzbar, wenn die gesamte Siliciumschicht bis zum Substratkörper aufgeschmolzen werden soll. Auf eine separate Substratheizung kann dabei natürlich verzichtet werden. Normal pressure in a hydrogen or at least strongly hydrogenated To melt the inert gas atmosphere in such a way that the electrically conductive graphite substrate body is connected as a cathode and a metal bracket acting as an anode is guided over the silicon surface at a suitable distance. This variant of the However, the method can only be used when the entire silicon layer is to be melted down to the substrate body. on a separate substrate heater can of course be dispensed with.

Die flüssige Siliciuraschicht oder der aufgeschmolzene Teil der Siliciumschicht wird nachfolgend durch Einstellen eines vom Substratkörper zur Oberfläche der Siliciumschicht gerichteten vertikalen Temparaturgradienten und des dadurch beschriebenen Temperaturniveaus unter den Schmelzpunkt des Siliciurns zum gerichteten Wiedererstarren gebracht. Dies erfolgt beispielsweise in der Art, daß lediglich die Substratheizung langsam heruntergeregelt wird, wodurch ein Erstarren der Siliciumschicht vom Substratkörper zur freien Oberfläche bewirkt wird, wenn die Lampen allein nicht ausreichen, um die Siliciumschicht schmelzflüssig zu halten. Der Erstarrungsvorgang kann natürlich noch verkürzt werden, indem auch die Strahlungsenergie der Heizlampen heruntergeregelt wird, allerdings in der Art, daß sich in der flüssigen Siliciumschicht ein nach oben gerichteter vertikaler Temperaturgradient in der Größenordnung von etwa 30 bis 100° C einstellt. Eine beschleunigte Kühlung des Substratkörpers kann auch durch Vorbeileiten eines Kühlgases, beispielsweise Argon, bewirkt werden.The liquid silicon layer or the melted part of the The silicon layer is subsequently formed by setting a vertical direction from the substrate body to the surface of the silicon layer Temperature gradients and the temperature level described thereby below the melting point of the silicon for directional resolidification brought. This is done, for example, in such a way that only the substrate heating is slowly turned down, as a result of which solidification of the silicon layer from the substrate body to the free surface is effected if the lamps alone are not sufficient, to keep the silicon layer molten. The solidification process can of course be shortened by also the radiation energy of the heating lamps is regulated down, but in such a way that it is in the liquid silicon layer an upward vertical temperature gradient of the order of about 30 to 100 ° C is established. An accelerated one The substrate body can also be cooled by passing a cooling gas, for example argon, past it.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in der Oberfläche der Siliciuraschicht in einem anschließenden Verfahrensschritt ein pn-übergang ausgebildet, indem die umgeschmplzene Siliciumschicht oberflächlich, ijfi-Gegenwart", eines Dotierstoffes, welcher Silicium entgegengesetzt dotiert als die Dotierstoffe in der angrenzenden Siliciuraschicht erneut aufgeschmolzen wird. War die Siliciumschicht also beispielsweise entsprechend der bevorzugten Ausführungsform p-dotiert, so würde man in die wiederaufgeschmolzene Oberfläche beispielsweise soviel Phosphor, Arsen oder Antimon, wie zur Erzielung einer n-Leitung dieser Schicht erforderlich ist, einbringen.According to the preferred embodiment of the method, a pn junction is formed in the surface of the silicon dioxide layer in a subsequent method step by removing the melted Silicon layer on the surface, ijfi-presence ", of a dopant, which silicon is doped in the opposite direction to that of the dopants in the adjoining Siliciuraschicht is melted again. If, for example, the silicon layer was p-doped in accordance with the preferred embodiment, the remelted layer would be used Surface, for example, as much phosphorus, arsenic or antimony as is necessary to achieve an n-conduction of this layer is to bring in.

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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Siliciumschicht lediglich bis auf einen dünnen flüssigen Oberflächenfilm.zum Wiedererstarren zu bringen und vor dem Erstarren auch dieser dünnen Oberflächenschicht einen entsprechenden Dotierstoff einzudiffundieren.Another possibility is to use the silicon layer only except for a thin liquid surface film to solidify again to bring and before solidification also this thin surface layer to diffuse a corresponding dopant.

Statt die Oberfläche der Siliciumschicht ura beispielsweise 0,3 bis 1,5 um aufzuschmelzen, um aus der Gasphase den entsprechenden Dotierstoff einzuführen, also beispielsweise im Falle von Phosphor Phosphin überzuleiten, ist es auch möglich, die feste Siliciuraoberfläche mit einem entsprechenden Dotierstoff einzustreichen und diesen dann unter Wärmeeinwirkung oberflächlich in die Siliciumschicht einzudiffundieren. Eine weitere Möglichkeit besteht außerdem darin, die Dotierstoffe durch Ionenimplantation in den Oberflächenberexch der festen Siliciumschicht einzubauen.Instead of the surface of the silicon layer ura, for example 0.3 to 1.5 to melt in order to get the corresponding from the gas phase To introduce dopant, so for example in the case of phosphorus to pass over phosphine, it is also possible to use the solid silicon surface to be coated with an appropriate dopant and this then diffuse superficially into the silicon layer under the action of heat. Another possibility is also the dopants by ion implantation in the surface area to build a solid silicon layer.

Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird der Substratkörper von der aufgewachsenen Siliciumschicht wieder abgetrennt. Die Abtrennung kann dabei durch mechanische Hilfsmittel erfolgen, beispielsweise wird mit einem dünnen Schneidwerkzeug die Siliciumschicht von dem Substratkörper abgehoben. Die Bindung zwischen der Siliciumschicht und dem Substratkörper ist ohnehin durch den Abkühlungsprozeß und die besondere Struktur der graphitenen Substratoberfläche, insbesondere bei Einbau einer isolierenden Zwischenschicht soweit gelockert, daß die Abtrennung keine Schwierigkeiten bereitet. Bevor der Graphitsubstratkörper wiederverwendet wird, wird er zweckmäßig mit einer geeigneten Bürste oder durch Sandstrahlblasen von eventuell anhaftenden Resten der Zwischenschicht befreit. Neben der Trockenreinigung können derartige Reste auch gegebenenfalls mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden.After cooling to room temperature, the substrate body is removed from the The grown silicon layer is separated again. The separation can be done by mechanical means, for example with a thin cutting tool lifted the silicon layer from the substrate body. The bond between the silicon layer and the The substrate body is anyway due to the cooling process and the special structure of the graphitic substrate surface, especially at Installation of an insulating intermediate layer loosened to such an extent that separation does not cause any difficulties. Before the graphite substrate body is reused, it is expedient to use a suitable brush or by sandblasting to remove any adhering residues the intermediate layer freed. In addition to dry cleaning, such residues can optionally also be cleaned with a suitable solvent removed.

Günstig ist es, den Substratkörper beispielsweise aus Graphitfolie als Endlosband auszuführen, wobei die nach dem Ablösen der abgeschiedenen Siliciumschicht freiwerdende Substratfläche, immer wieder neu beschichtet wird. Auch mit Graphitplatten läßt-sich ein derartiger kontinuierlicher Prozeß vorteilhaft durchführen und zwar in der Art, daß die einzelnen Platten die Abscheideanlage im Rhythmus Beschichten-Rekristallisieren - Ablösen - Reinigen - Beschichten ständig durchlaufen. It is favorable to have the substrate body made of graphite foil, for example designed as an endless belt, whereby the substrate surface that becomes free after the separation of the deposited silicon layer is repeated again and again is coated. This can also be done with graphite plates Carry out a continuous process advantageously in such a way that the individual plates coat-recrystallize the deposition system in a rhythm - Peeling - cleaning - coating constantly going through.

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Wird der Prozeß nicht kontinuierlich durchgeführt, sondern erfolgt die Abscheidung beispielsweise auf einer sehr dünnen Graphitfolie, so läßt sich diese beispielsweise durch einfaches Sandstrahlblasen wieder entfernen.If the process is not carried out continuously, but takes place the deposition, for example, on a very thin graphite foil, this can be done, for example, by simple sandblasting remove again.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt, wie es beispielhaft anhand der schematischen Darstellung beschrieben wird.In a preferred embodiment, the process is continuous carried out, as exemplified using the schematic representation is described.

Durch einen geeigneten Antrieb, beispielsweise einen Satz von Walzen werden auf einer sich durch die gesarate Anlage erstreckenden Stahlplatte 2 einzelne, aneinanderanstoßende, vorzugsweise pyrographitbeschichtete Graphitplatten 3 kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 15 cm pro Minute, vorzugsweise 3 bis 7 cm pro Minute durch die Anlage gefördert. Die Stahlplatte 2 oder auch eine entsprechend dimensionierte Keramik - oder Quarzgutplatte , die durch eine unterhalb angebrachte Widerstandsheizung, beispielsweise in der Form von Heizwendeln, oder - rohren abschnittweise unterschiedlich beheizbar ist, entspricht in der Breite der Breite der Graphitplatten 5 und ist an den Rändern mit einer Stoßkante versehen, so daß die Graphitplatten 3 unter Ausbildung einer durchgehenden bandförmigen Abscheidefläche über die Stahlplatte 2 durch die Abscheideanlage gedrückt werden. Die Breite der Platten 3 selbst ist abhängig von der Dimensionierung der Anlage und entspricht im wesentlichen der Breite der Abscheidekaramern abzüglich der Wandstärke. Vorteilhafte Werte für die Breite sind etwa 5 bis 20 cm, für die Länge gleichfalls etwa 5 bis 20 cm und für die Höhe etwa 0.1 bis 1 cm bei einem in Bewegungsrichtung parallelograramförmigen, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt.By a suitable drive, for example a set of rollers are on a steel plate extending through the entire system 2 individual, butting, preferably pyrographite-coated graphite plates 3 continuously at one speed from 1 to 15 cm per minute, preferably 3 to 7 cm per minute funded by the plant. The steel plate 2 or a correspondingly dimensioned ceramic or quartz plate, which is supported by a Resistance heating installed underneath, for example in the form of heating coils or tubes, can be heated differently in sections is, corresponds in width to the width of the graphite plates 5 and is provided at the edges with an abutting edge, so that the graphite plates 3 with the formation of a continuous band-shaped separation surface be pressed over the steel plate 2 through the separator. The width of the plates 3 itself depends on the dimensioning of the system and corresponds essentially to the width of the separating caramers minus the wall thickness. Advantageous values for the width are approximately 5 to 20 cm, for the length likewise approximately 5 to 20 cm and for the height about 0.1 to 1 cm for a parallelogram in the direction of movement, preferably rectangular cross-section.

Neben dieser speziellen Ausführungsform können die Graphitplatten auch auf einem abschnittsweise unterschiedlich beheizbaren Transportband aufgelegt und durch die Anlage gefördert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin die Graphitplatten aneinanderanstoßend mit den freien Rändern auf zwei Führungsschienen durch die Anlage gleiten zu lassen, wobei in diesem Fall die Beheizung durch direkten Stromdurchgang oder berührungsfrei durch unterhalb der Graphitplatten angeordnete Heizelemente aus beispielsweise Keramik oder Quarzgut erfolgt.In addition to this special embodiment, the graphite plates can also be placed on a conveyor belt that can be heated differently in sections and conveyed through the system. Another Possibility is to have the graphite plates butt against each other to let the free edges slide through the system on two guide rails, in which case the heating is provided by direct current passage or contact-free by means of heating elements made of, for example, ceramic or fused silica, which are arranged below the graphite plates he follows.

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Die Graphitsubstratplatten 3 passieren vor_dem Eintritt in die erste Abscheidekammer 4 eine mit einem Druckhalteventil versehene Gasschleuse 5? in welcher die Oberfläche der Substratplatten. 3 von einem Inertgasstrom beispielsweise Argon unter einem Gasdruck der etwa 0,1 bis 0,3 bar über dem Gasdruck in der nachfolgenden ersten Abscheidekammer 4 liegt, umströmt wird, wodurch vermieden wird, daß das Abscheidegas aus der Abscheidekammer 4 in den Außenraum bzw. Luft des Außenraumes in die Abscheidekammer 4 eindringt.The graphite substrate plates 3 pass before entering the first separation chamber 4 a gas lock 5 provided with a pressure control valve? in which the surface of the substrate plates. 3 of an inert gas stream, for example argon, at a gas pressure of about 0.1 to 0.3 bar above the gas pressure in the subsequent first Separation chamber 4 is, is flowed around, whereby it is avoided that the separation gas from the separation chamber 4 into the outer space or Air from the outside space penetrates into the separation chamber 4.

In der nachfolgenden ersten Abscheidekammer 4 wird vermittels eines '.{schlitzförmigen Doppelrohres, bestehend-aus dem inneren Rohr 6 und dem Außenmantel 7 ein Gasgemisch aus beispielsweise Monosilan in günstig etwa 300 bis 400 Volumenteilen Wasserstoff durch das Innenrohr 6 und Ammoniak unverdünnt oder in ebenfalls bis zu 400 Volumenteilen Wasserstoff durch den Außenmantel 7 eingeblasen, wobei das molare Verhältnis, bezogen auf die Komponenten Monosi1anAmmoniak, zweckmäßig etwa 1 zu 2 bis 1 zu 4 beträgt.In the following first separation chamber 4, by means of a '. {Slot-shaped double pipe, consisting of the inner Tube 6 and the outer jacket 7, a gas mixture of, for example, monosilane in favorably about 300 to 400 parts by volume of hydrogen through the inner tube 6 and ammonia undiluted or blown in up to 400 parts by volume of hydrogen through the outer jacket 7, where the molar ratio, based on the components monosilicon to ammonia, is expediently about 1 in 2 to 1 in 4.

Aus dem schlitzförmigen Doppelrohr, dessen Breite im wesentlichen der lichten Breite der Abscheidekammer 4 entspricht und das zweck— mäßig mit seiner Gasaustrittsöffnung bis etwa 0,5 bis 3 cm, vorzugsweise etwa 1 bis 2 cm an die Oberfläche der Graphitsubstratkörpers heranreicht, wird das Gasgemisch zweckmäßig unter einem Druck von 1 bis 2 bar, vorzugsweise 1,1 bis 1,4 bar eingeblasen, wobei der Gasdurchfluß so gewählt wird, daß sich während des Durchtritts durch die Abscheidekammer 4 auf dem vermittels der Heizvorrichtung 8 auf eine Temperatur, von etwa 750 bis 1200 C, vorzugsweise 950 bis 1000 C, erhitzten Band aus Graphitplatten 3 eine Zwischenschicht von Siliciumnitrid 9 in einer Dicke von 1 bis 5 Λίφ» vorzugsweise 1,5 bis 3 Λ"Β abscheidet. Durch den Gasablaßstutzen 10 treten die Reaktionsgase wieder aus der Abscheidekammer 4 aus.From the slit-shaped double tube, the width of which corresponds essentially to the clear width of the separation chamber 4 and which is moderately with its gas outlet opening up to about 0.5 to 3 cm, preferably about 1 to 2 cm to the surface of the graphite substrate body reaches, the gas mixture is expediently blown in under a pressure of 1 to 2 bar, preferably 1.1 to 1.4 bar, the Gas flow is chosen so that during passage through the separation chamber 4 on the means of the heating device 8 on a temperature of about 750 to 1200 C, preferably 950 to 1000 C, heated strip of graphite plates 3 an intermediate layer of silicon nitride 9 in a thickness of 1 to 5 Λίφ »preferably 1.5 to 3 Λ" Β separates. The reaction gases exit the separation chamber 4 again through the gas discharge nozzle 10.

Nach dieser ersten Abscheidekammer 4, die natürlich nur dann erforderlich wird, wenn das Aufbringen einer Zwischenschicht zwischen Substratkörper und der abzuscheidenden Siliciumschicht beabsichtigt ist, passiert das Band aus Graphitplatten 3 vor dem Eintritt in die zweite Abscheidekammer 11 eine zwischengeschaltete und mit einem Druckhalteventil versehene Gasschleuse 12, in welcher eine Inertgas, wie insbesondere Argon, unter einem Druck, der zweckmäßig 0,1 bis 0,3 bar überAfter this first separation chamber 4, which of course only then required if the application of an intermediate layer between the substrate body and the silicon layer to be deposited is intended, happened the strip of graphite plates 3, before entering the second separation chamber 11, an intermediate gas lock 12 provided with a pressure holding valve, in which an inert gas, such as in particular Argon, under a pressure which is expediently 0.1 to 0.3 bar above

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dem Druck der beiden angrenzenden und zweckmäßig zumindest annähernd unter dem gleichen Gasdruck betriebenen Abscheidekammern 4 und 11 liegt, auf die Oberfläche des zwischenbeschichteten Bandes aus Graphitplatten 3 geblasen wird, um ein Austreten der Reaktions- und Abscheidegase aus den beiden Abscheidekammern zu unterbinden.the pressure of the two adjoining and expediently at least approximately Deposition chambers 4 and 11 operated under the same gas pressure lies on the surface of the intermediate-coated strip of graphite plates 3 is blown to prevent the reaction and deposition gases from escaping to prevent from the two separation chambers.

Die große Abscheidekammer 11 wird über den Gaseinlaßstutzen 13 mit dem Abscheidegas beschickt. Das Abscheidegas wird beispielsweise aus etwa 80 bis 95 Volumenteilen Wasserstoff und 5 bis 20 Volumenteilen von beispielsweise Trichlorsilan, wobei sich die -Volumenteile ;zu 100 ergänzen sollen, zusammengemischt und zusätzlich mit Wasserstoff mit einem Gehalt von ca. 50 bis 100 ppm Diboran versetzt. Insgesamt wird dabei soviel Dotierstoff zugesetzt, bis sich im Abscheidegas ein. Atomverhältnis Bor zu Silicium von 1 zu 10 bis 1 zu 10 einstellt. Die Dimensionierung des Gaseinlaßstutzens 13 ist dabei ziemlich unkritisch, sofern seine Querschnittsfläche nur den Einlaß des Abscheidegases unter einem Druck von etwa 1 bis 2 bar, vorzugsweise 1,1 bis 1,4 bar in einer solchen Menge erlaubt, daß sich während des Durchtritts des, vermittels der Heizeinrichtung 14 auf eine Temperatur ■von etwa 1000 bis 1250° C, vorzugsweise I050 bis 1150° C aufgeheizten und gegebenenfalls zwischenbeschichteten Bandes aus Graphitplatten 3 durch die große Abscheidekammer 11 dotiertes Silicium in einer Stärke von 200 bis 65O yura, vorzugsweise 300 bis 500 am abscheidet. Die Reaktionsgase und nicht umgesetztes Abscheidegas verlassen durch den Gasablaßstutzen 15 die große Abscheidekammer 11.The large separation chamber 11 is charged with the separation gas via the gas inlet connection 13. The separation gas is for example made up of about 80 to 95 parts by volume of hydrogen and 5 to 20 parts by volume of, for example, trichlorosilane, whereby the volume parts; should add up to 100, and hydrogen with a content of about 50 to 100 ppm diborane is added. In total, enough dopant is added until a gas is present in the deposition gas. The atomic ratio of boron to silicon is set from 1: 10 to 1: 10. The dimensioning of the gas inlet nozzle 13 is quite uncritical, provided that its cross-sectional area only allows the inlet of the separation gas under a pressure of about 1 to 2 bar, preferably 1.1 to 1.4 bar in such an amount that during the passage of the, by means of the heating device 14 to a temperature of about 1000 to 1250 ° C, preferably 1050 to 1150 ° C and optionally intercoated strip of graphite plates 3 doped through the large deposition chamber 11 in a thickness of 200 to 65O yura, preferably 300 to 500 is deposited on. The reaction gases and unconverted separation gas leave the large separation chamber 11 through the gas discharge nozzle 15.

Nach dem Austritt des beschichteten Bandes aus Graphitplatten 3 aus der großen Abscheidekammer 11,gelängt es in die über den mit einem Druckhalteventil versehenen Gasstutzen l6 mit Inertgas, beispielsweise Argon unter einem Überdruck von 0,1 bis 0,3 bar gegenüber dem Druck in den Abscheidekammer 11 beschickte Rekristallxsationskammer 17· Hier wird die abgeschiedene Siliciumschxcht 18 vermittels einer über die gesamte Bandbreite reichenden Halogenstablampe 191 deren nach oben gerichtete ί Strahlung über einen querschnittelipsual gekrümmten Reflektor 2O auf einem vorzugsweise etwa 1 bis 2 mm schmalen Bereich 21 quer über die gesamte Breite der Siliciumbeschichteten Graphitplatten fokusiert, wodurch bezüglich der Schichthöhe 4θ bis 100 % dieses Teils der Siliciumschxcht l8 aufgeschmolzen werden. Die Grundlast der Energiezufuhr wird dabei über den Substratkörper eingebracht, in der Art, daß durch die Heizvorrichtung 22 dieser Teil des BandesAfter the coated strip of graphite plates 3 emerges from the large separation chamber 11, it enters the gas nozzle 16 with inert gas, for example argon, via the pressure holding valve provided with an overpressure of 0.1 to 0.3 bar compared to the pressure in the separation chamber 11 charged recrystallization chamber 17 Here the deposited silicon layer 18 is coated with a halogen rod lamp 191 extending over the entire bandwidth, its upwardly directed radiation via a reflector 20 with an ellipsoidal cross-section on a preferably approximately 1 to 2 mm narrow area 21 across the entire width of the silicon Focused graphite plates, as a result of which up to 100 % of this part of the silicon layer 18 is melted with respect to the layer height 4θ. The basic load of the energy supply is introduced via the substrate body, in such a way that this part of the belt is caused by the heating device 22

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aus Graphitplatten 3 auf eine Teraparatur von vorteilhaft etwa 1150 bis 12500 C erhitzt wird.is heated graphite plates 3 on a Teraparatur of advantageously approximately 1150 to 1250 0 C.

Durch den unterhalb des Bandes aus Graphitplatten 3 vorzugsweise angebrachten Gasstutzen 23 wird ein Inertgas, beispielsweise raumtemperiertes und damit etwa 25 C warmes Argon, als Kühlgas gegen das Band aus Graphitplatten 3 geblasen, wodurch die Kristallisationswärme abgeführt wird und ein gerichtetes Wachstum der wiedererstarrenden Siliciumschicht vom Substratkörper zur freien Oberfläche hin bewirkt wird.An inert gas, for example at room temperature, is supplied through the gas nozzle 23, which is preferably attached below the strip of graphite plates 3 and thus argon at a temperature of about 25 C, blown as a cooling gas against the strip of graphite plates 3, whereby the heat of crystallization is dissipated and a directional growth of the re-solidifying Silicon layer is effected from the substrate body to the free surface.

Nach dem Austritt aus der Rekristallisationskammer 17 gelangt das mit der wiedererstarrten Siliciumschicht 18 und gegebenenfalls einer Zwischenschicht 9verBehene Band in die mit einer Quarzglasplatte 24 abgedeckte .Dotierkammer 25· Mit Hilfe einer oberhalb der Quarzglasplatte 24 angebrachten Halogenstablampe 26 und einem darüber angeordneten querschnittelipsual gekrümmten Reflektor 27 wird die wiedererstarrte Siliciumschicht 18 oberflächlich bis in eine Tiefe von 0,5 bis 3 jum erneut aufgeschmolzen und über die Gaseinlaßdüse 28, welche bis ca. 0,5 bis 3 cm, vorzugsweise 1 bis 2 cm an die wieder aufgeschmolzene Stelle heranreicht, ein Dotierstoff, welcher entgegengesetzt dotiert, wie der bereits eingebaute Dotierstoff, also beispielsweise Wasserstoff mit 50 bis 100 ppm Phosphin eingebracht. Die Menge Dotierstoff muß dabei so berechnet werden, daß nicht nur der in der wieder aufgeschmolzenen Siliciumschicht vorhandene DotierstoffAfter exiting the recrystallization chamber 17, this comes with it the resolidified silicon layer 18 and optionally an intermediate layer 9verBehene band in the covered with a quartz glass plate 24 .Doping chamber 25 · With the help of a halogen rod lamp 26 attached above the quartz glass plate 24 and one above it With a reflector 27 with ellipsoidal cross-section, the resolidified silicon layer 18 becomes superficially to a depth of 0.5 to 3 jum melted again and through the gas inlet nozzle 28, which up to approx. 0.5 to 3 cm, preferably 1 to 2 cm, reaches the re-melted point, a dopant which is opposite doped, like the already built-in dopant, for example hydrogen with 50 to 100 ppm phosphine. The amount Dopant must be calculated in such a way that not only the dopant present in the re-melted silicon layer

3 kompensiert wird, sondern darüber hinaus noch zusätzlich auf 10 bis 10 Siliciumatorae ein Phosphoratora eingebaut wird. Durch den Gasablaßstutzen 29 werden die Reaktions- bzw. Restgase wieder abgelassen. Die etwa 1 bis 2 mm breite aufgeschmolzene Siliciumschicht 30 nimmt Phospor unter der Bildung eines pn-Überganges zur angrenzenden Siliciumschicht 18 aus der Zersetzung des Phosphins auf.3 is compensated, but also additionally to 10 bis 10 Siliciumatorae a Phosphoratora is installed. Through the gas discharge nozzle 29 the reaction or residual gases are released again. The approximately 1 to 2 mm wide fused silicon layer 30 increases Phosphorus with the formation of a pn junction to the adjacent silicon layer 18 from the decomposition of the phosphine.

Nach Durchtritt durch die entsprechend den Gasschleusen 5 und 12 betriebene Gasschleuse 31 wird die abgeschiedene Siliciumschicht beispielsweise mit einem scharfen Spachtel 32 von den Graphitplatten 3 abgehoben und mit einem Schneidwerkzeug 33 in einzelne.Plättenzerteilt und zwar vorteilhaft entsprechend den Nahtstellen der Substratplatten.After passing through the gas lock 31 operated in accordance with the gas locks 5 and 12, the deposited silicon layer becomes for example with a sharp spatula 32 from the graphite plates 3 lifted off and divided into individual plates with a cutting tool 33 namely advantageously corresponding to the seams of the substrate plates.

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Die zur neuen Beschichtung zurücklaufenden Graphitplatten 3 werden oberflächlich in einer Reinigungsanlage 34 beispielsweise mit einem Satz von Stahlbürsten oder durch Sandstrahlblasen gereinigt und gegebenenfalls durch neue Graphitplatten aus dem Vorrat 35 ergänzt.The graphite plates 3 returning to the new coating are superficially in a cleaning system 34, for example with a Set of steel brushes or cleaned by sandblasting and, if necessary, supplemented with new graphite plates from stock 35.

Die nach dem Verfahren, insbesondere nach seiner bevorzugten Ausführungsform bereits mit einem pn-übergang versehenen großflächigen freitragenden Siliciumplatten, werden bevorzugt zu Solarzellen, die sich durch eine hohe Lebensdauer der Minoritätenträger auszeichnen * eingesetzt. Der erzielbare Wirkungsgrad derartiger Solarzellen reicht bis 10 %.According to the method, in particular according to its preferred embodiment large areas already provided with a pn junction Self-supporting silicon plates are preferred to solar cells, which are characterized by a long service life for minority carriers * used. The achievable efficiency of such solar cells ranges up to 10%.

Beispielexample

Ein Band, welches sich aus 10 cm breiten, 10 cm langen und 1 cm dicken pyrographitbeschichteten Graphitplatten mit einem in Bewegungsrichtung rechteckigen Querschnitt zusammensetzt, wird über ein mit einem Elektromotor betriebenes Walzenpaar mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min, entlang zweier Führungsschienen durch die Abscheideanlage gefördert. Der Gasdruck in den beiden Abscheidekammern beträgt.1,2 bar, der Argondruck in den insgesamt drei Gasschleusen und in der Rekristallisationskaramer 1,3 bar.A band consisting of 10 cm wide, 10 cm long and 1 cm thick pyrographite-coated graphite plates with a rectangular cross-section in the direction of movement is composed via a pair of rollers operated by an electric motor at a speed of 5 cm / min, along two guide rails promoted by the separation system. The gas pressure in the two separation chambers is 1.2 bar, the argon pressure in the total three gas locks and 1.3 bar in the recrystallization karamer.

In der ersten 15 cm langen Abscheidekammer wird auf den in diesem Bereich durch eine unterhalb der Graphitplatten befindliche Widerstandheizung auf 1000 erhitzten Graphitsubstratkörper, ein 1 um starke Siliciumnitridschicht, durch pyrolytische Zersetzung des aus der 2 cm über- dem aus Graphitplatten zusammengesetzten Band befindlichen Düsenöffnung austretenden Gasgemisches von Monosilan in 300 Volumenteilen Wasserstoff und Ammoniak in ebenfalls 300 Volumenteilen Wasserstoff in einem Molverhältnis Monosilan-Ammoniak von 1 zu 3 abgeschieden. Der Gasdurchfluß beträgt dabei 150 Normalliter pro Stunde.In the first 15 cm long separation chamber, the in this Area through a resistance heater located below the graphite plates on 1000 heated graphite substrate bodies, a 1 µm thick silicon nitride layer, by pyrolytic decomposition of the gas mixture emerging from the 2 cm above the strip made of graphite plates of monosilane in 300 parts by volume of hydrogen and ammonia in 300 parts by volume of hydrogen in a molar ratio Monosilane ammonia deposited from 1 to 3. The gas flow is 150 normal liters per hour.

In der zweiten 100 cm langen Abscheidekammer, die von einem Gasgemisch, bestehend aus 7-9°igem Sättigungsgas (93 Vol.% Wasserstoff und 7 Vol. % Trichlorsilan), dem ein Dotiergas (Wasserstoff mit 100 ppm Diboran) in einer solchen Menge zugemischt wird, bis das AbscheidegasIn the second 100 cm long deposition chamber, which consists of a gas mixture consisting of 7-9 ° saturation gas (93 vol.% Hydrogen and 7 vol. % Trichlorosilane), to which a doping gas (hydrogen with 100 ppm diborane) is mixed in such an amount is until the separation gas

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insgesamtO,"5 ppm Diboran enthält in einer Menge von 1000 Normalliter pro Stunde durchströmt wird, wird auf dem in diesem Streckenabschnitt mit einer unterhalb der Graphitplatten befindlichen Widerstandsheizung auf II50 :C erhitzten zwischenbeschichteten Gi eine Siliciumschicht von 400 .um abgeschieden.A total of 0.15 ppm of diborane is flowed through in an amount of 1000 normal liters per hour, a silicon layer of 400 .mu.m is deposited on the intermediate coated Gi heated to II50: C with a resistance heater located below the graphite plates in this section of the route.

auf II50 :C erhitzten zwischenbeschichteten Graphitsubstratkörperintermediate coated graphite substrate body heated to II50: C

Nachfolgend wird die Temperatur des Graphitsubstratkörpers mit einer entsprechenden Widerstandsheizung auf 1250 C gesteigert und vermittels einer Halogenstablampe mit darüber befindlichem querschnittelipsual gekrümmten Reflektor eine sich über die gesamte Breite der Graphitplatte erstreckende ca. 1 mm schmale Schmelzzone bis auf die Zwischenschicht aufgeschmolzen und durch Gegenblasen von raurateraperiertem Argon auf die Unterseite des Graphitbandes wiedererstarrt.Subsequently, the temperature of the graphite substrate body is set with a corresponding resistance heating increased to 1250 C and mediated a halogen tube lamp with a reflector with an ellipsoidal cross-section over the entire width of the graphite plate Extending approx. 1 mm narrow melt zone melted down to the intermediate layer and by counterblowing rauraterapered Argon re-solidifies on the underside of the graphite tape.

Die wiedererstarrte Siliciumschicht wird anschließend lediglich durch Energieeinspeisung vermittels einer zweiten Halogenstablampe mit entsprechendem Reflektor oberflächlich in Anwesenheit eines Phosphor enthaltenden Dotiergases ( Wasserstoff mit 100 ppm Phosphin) etwa 1 um tief unter Ausbildung meines pn-Überganges durch Phosphoreinbau erneut aufgeschmolzen.The re-solidified silicon layer is then simply supplied with energy by means of a second halogen lamp with a corresponding reflector on the surface in the presence of a doping gas containing phosphorus (hydrogen with 100 ppm phosphine) about 1 µm deep with the formation of my pn junction through the incorporation of phosphorus melted again.

Anschließend wird die abgeschiedene Siliciumschicht vermittels eines Edelstahlspachtels vom Substratkörper abgetrennt.The deposited silicon layer is then deposited by means of a Stainless steel spatula separated from the substrate body.

Mit einer Diamantsäge wird diese freitragende Siliciumschicht den Nahtstellen der Substratplatten folgend, in Platten von 10 cm Länge zersägt und gegebenenfalls anhaftende Überreste der Zwischenschicht durch Sandstrahlblasen entfernt.With a diamond saw this self-supporting silicon layer is following the seams of the substrate plates, in plates of 10 cm Sawn length and any adhering remnants of the intermediate layer removed by sandblasting.

Nach entsprechender Kontaktierung weisen die Platten einen Wirkungsgrad von 6 bis 8 % auf.After appropriate contact, the plates have an efficiency of 6 to 8 % .

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L e e r s e i \ eL eersei \ e

Claims (8)

-tff- Patentansprüche-tff- claims 1. Verfahren zur Herstellung großflächiger, freitragender Platten aus Silicium, bei welchem Silicium aus der Gasphase auf einem geeigneten Substratkörper niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem auf Abscheidetemperatur erhitztem Graphitsubstratkörper Silicium aus einer gasförmigen Verbindung der zusätzlich ein Dotierstoff beigemischt ist, bis zu einer Dicke von etwa 200 bis 650 um abgeschieden wird und nachfolgend bezüglich der Schichthöhe 40 bis 100 % dieser Siliciumschicht von der freien Oberfläche her aufgeschmolzen, durch Einstellung eines geeigneten Temperaturgradienten vom Substratkörper her zum Wiedererstarren gebracht und anschließend vom Substratkörper abgetrennt werden.1. Process for the production of large, self-supporting panels of silicon, in which silicon is deposited from the gas phase on a suitable substrate body, characterized in that, that on a graphite substrate body heated to deposition temperature silicon from a gaseous compound which is additionally admixed with a dopant, is deposited to a thickness of about 200 to 650 μm and subsequently with respect to the layer height, 40 to 100% of this silicon layer melted from the free surface, by adjustment a suitable temperature gradient from the substrate body be brought to solidify again and then separated from the substrate body. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Abscheidung des Siliciuras auf dem Substratkörper eine Zwischenschicht aufgebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that before the deposition of the Siliciuras on the substrate body, an intermediate layer is applied. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus Siliciumnitrid auf dem Substratkörper aufgebracht wird.3. The method according to claim 2, characterized in that an intermediate layer of silicon nitride is applied to the substrate body will. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der gasförmigen Verbindung aus welcher Silicium abgeschieden wird Dotierstoffe zugesetzt werden,die zu einer p-Leitung führen.4. The method according to one or more of claims 1 to 3 »thereby characterized in that the gaseous compound from which silicon is deposited dopants are added which lead to lead a p-line. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmige Verbindung, aus welcher Silicium abgeschieden wird ein Trichlorsilan-Wasserstoffgemisch verwendet wird.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the gaseous compound from which silicon is deposited is a trichlorosilane-hydrogen mixture is used. 809809/0169809809/0169 - 15 -- 15 - OR1G!NAL INSPECTEDOR1G! NAL INSPECTED & 263827Q& 263827Q 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedene Siliciumschicht durch eine oberhalb der Siliciuraoberfläche angebrachte Strahlenquelle aufgeschmolzen wird.6. The method according to one or more of claims 1 to 5> characterized in that the deposited silicon layer is obtained by a radiation source attached above the silicon surface is melted. 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlast der für das Aufschmelzen erforderlichen Energiezufuhr durch Aufheizen" des Substratkörpers eingebracht wird.7 · The method according to claim 6, characterized in that the Base load of the energy supply required for melting is introduced by "heating up" the substrate body. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der wiedererstarrten Siliciumschicht in Gegenwart einer flüchtigen Dotierstoffverbindung welche Silicium entgegengesetzt dotiert wie die Dotierstoffe der angrenzenden Siliciumschicht, bis in eine Tiefe von 0,5 bis 1,5 /im erneut aufgeschmolzen wird.8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the surface of the re-solidified silicon layer in the presence of a volatile dopant compound which doped silicon in the opposite direction to the dopants of the adjacent silicon layer to a depth of 0.5 to 1.5 / im is melted again. 9· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch9 · The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized gekennzeichnet, daß der Substratkörper in einem kontinuierlichencharacterized in that the substrate body in a continuous Prozeß nach Abheben der abgeschiedenen Siliciumschicht wieder seiner Funktion zugeführt wird.Process is returned to its function after the deposited silicon layer has been lifted off. 809809/0169809809/0169
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